CN104394893A - 消毒装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种对皮肤区域进行消毒，尤其是对手部(H)消毒的装置(100)和方法。通过向皮肤区域施加由至少一个IR源(103)发出的短IR光脉冲来实现消毒。选择光脉冲的参数，使得杀死皮肤表面的细菌同时防止损伤深层的皮肤层。

Description

消毒装置
技术领域
本发明涉及用于皮肤区域的消毒，尤其用于手部消毒的装置和方法。
背景技术
WO 2006/109897公开了手部皮肤护理装置，其具有用IR光线照射手部的装置，所述装置例如包括卤素灯和/或加热板。此外，该装置包括用于将光束投射到手上的低能级激光器，以光敏化身体中的有利反应。
发明内容
本发明的目的在于提供一种皮肤区域，尤其是用户手部的舒服且有效的消毒的装置。
通过根据权利要求1的装置和根据权利要求2的方法来实现该目的。在从属权利要求中公开了优选实施例。
根据其第一方面，本发明涉及一种用于皮肤区域消毒，尤其用于手部皮肤消毒的装置。该装置包括以下部件：
-可以在治疗期间在其中放置皮肤区域(或者具有该皮肤区域的身体的一部分)的腔室，为了参考的目的在下文中将其称为“消毒室”。
-IR(红外)源，用于在消毒室中将皮肤区域暴露给IR光的至少一个脉冲。
消毒室通常可以为用于容纳将被消毒的皮肤的一些空间。优选地，消毒室是从(至少)一侧打开的腔室，用于引入将被消毒的对象。
此外，应该注意，术语“消毒”应该指损伤和/或杀死皮肤表面上的微生物，尤其是细菌的任何处理。优选地，“消毒”应该使得对应皮肤区域上细菌数量的显著减少，例如引起多于1-log的减少(即，减少系数0.1)，优选地引起多于3-log的减少，更优选地引起多于4-log的减少。
本发明还涉及用于皮肤区域，尤其是手部的消毒的方法，所述方法包括将皮肤区域暴露给IR光的至少一个脉冲。该方法可具体通过上述皮肤装置来执行。
该装置和该方法基于相同的发明概念，即通过IR光的(短)脉冲进行皮肤区域的消毒。因此，为装置提供的解释和定义对于方法也是有效的，反之亦然。
该装置和该方法通过利用IR光的短脉冲进行皮肤区域的有效且舒服的消毒，其具有两个主要的优点。首先，可以将高辐射能量和表面温度(用于杀死细菌)施加于皮肤区域同时将总的辐射能量保持地充分小以防止损伤较深的皮肤层。第二，仅施加一个或一些IR脉冲使得总消毒过程的持续时间非常短。这增加了用户的舒适性，因此也增加了总体安全性，因为适当的消毒将不再由于其不方便或长持续时间而被忽略。
以下，将描述本发明的各个优选实施例，涉及上述装置和方法。
由IR光脉冲传输给将要消毒的皮肤区域的能量应该足够大以能够快速地加热表面来损伤或杀死细菌。优选地，在消毒室内可以放置将被消毒的皮肤区域的任何位置处，通过脉冲传输给皮肤区域的能量密度(这里定义为每个表面积所设置的能量)为：
-大于约0.1J/cm2和/或小于约10J/cm2，
-大于约0.5J/cm2和/或小于约5J/cm2，
和/或
-大于约1J/cm2和/或小于约3J/cm2。
作为实例，能量密度可以在大约0.5J/cm2到大约3J/cm2的范围内。
通过定义，IR光的“脉冲”应该具有小于约5秒的持续时间。优选地，脉冲持续时间为：
-长于约0.1ms和/或短于约1s，
-长于约0.5ms和/或短于约200ms，
-长于约1ms和/或短于约30ms，
和/或
-长于约3ms和/或短于约10ms。
这些短脉冲持续时间尤其适合于与前述每单位面积传输的总能量的值组合，以防止感到疼痛和损伤更深的皮肤层。
通过定义，IR光具有大约0.75μm与大约1000μm之间的波长。在本发明的情况下，所施加IR光的波长优选为：
-长于约1.5μm和/或短于约30μm，
-长于约2μm和/或短于约12μm，
和/或
-长于约2.5μm和/或短于约4μm。
具有适当参数的单个IR光脉冲可能已经足够对某一皮肤区域进行消毒。然而，还可以施加一系列多个IR光脉冲以实现更好的消毒和/或允许将被消毒的身体和IR源之间的相对移动，使得可以实现更加均匀的辐射。此外，在多个脉冲上分布所传输的能量可以帮助避免损伤更深的皮肤层。
在前述实施例，随后的IR光脉冲之间的时间距离(停顿)优选持续：
-长于约1ms和/或短于约5s，
-长于约10ms和/或短于约1s，
和/或
-长于约100ms和/或短于约500ms。
在整个消毒室中，IR光脉冲可具有(近似)均匀的特性，使得在被消毒的皮肤区域上实现空间均匀的特性。在优选实施例中，相反地，IR光脉冲可以以空间不均匀的特性而施加于皮肤区域。因此，可以不同地处理不同的皮肤区域，从而使IR治疗适应局部要求。例如，预期具有大细菌浓度的区域可以比其他区域进行更加强烈的处理，或者可以更加小心地处理敏感皮肤区域。可在空间上变化的特性例如包括强度、辐照度、波长和/或脉冲持续时间、以及所施加IR光的总脉冲能量密度。
通常，IR源可以为具有所要求参数的红外辐射的任何发生器。具体地，IR源可以包括LED(单个LED或LED阵列)、闪光灯和/或IR激光器。
还包括在本发明范围内的是，IR源的束在消毒室的空间内移动，使得在消毒室中辐射区横跨皮肤区域移动。因此，施加于表面元素的脉冲可以通过在治疗表面上方扫描连续工作的辐射源的束来创建，例如，可以以二维图案在治疗区域上方扫描激光点或者在表面上方以一维移动来驱动椭圆辐射图案。整个治疗区域可以被划分为可以单独和重复治疗以针对治疗区域的任何点生成多个脉冲图案的部分。通过光学技术领域已知的标准光学装置来提供扫描辐射轮廓和扫描动作。
为了实现手部的整体消毒，消毒室可以任选地包括用于单独容纳手指的隔间。用于手部的消毒室例如可以总体具有手指张开的手套形式。这也确保了相邻手指彼此接触的区域也被充分消毒。
在本发明的进一步开发中，如果将被消毒的对象(例如手部)进入预定的空间区域，就自动开始消毒。为此，装置可包括至少一个传感器，用于检测对象在消毒室中的存在和/或所在之处。传感器例如可以包括挡光板、超声换能器、IR检测器等。由于这种传感器的帮助，可以顺利地控制消毒室中IR光的施加。
具体地，前述传感器使得(仅)在消毒室中检测到对象时开始IR光脉冲的生成。这增加了装置的舒适性，因为用户不需要按压任何按钮来开始消毒。此外，可以进行一系列光脉冲的生成，只要在消毒室中检测到对象即可。因此，用户可以基于敏感反馈容易地确定消毒应该进行多长时间；例如，如果手部的升温变得不舒服，则简单地将手从消毒室移开。
附图说明
将参照以下描述的实施例来理解和阐述本发明的这些和其他方面。
在附图中：
图1示意性示出了根据本发明的用于手部消毒的装置的顶视图；
图2示出了沿着图1的线II-II截取的所述装置的截面；
图3示意性示出了可施加于图1的装置中的脉冲的时序；
图4示意性示出了用于手部消毒的可选装置的顶视图，其中在皮肤表面上方扫描光带。
附图中类似的参考标号表示相同或类似的部件。
具体实施方式
良好的手部卫生是在日常生活中防止疾病的重要因素，尤其在医院和医生办公室的区域中是不可缺少的。通过对健康护理工作者在所有必要的指示处遵守特殊的手部消毒程序所给出的强烈建议来反映这种重要性。
虽然用于酒精手部消毒的材料的净成本相对较低，但由于根据建议执行的所需时间而使得手部消毒较为昂贵。根据这些建议，每个卫生的手部消毒利用消毒液至少消耗手部处理的30秒。
可以算出，根据临床科室，一天对每个健康护理工作者要求手部消毒次数为100至200之间。这意味着多于100次的大约30秒，每天手部清洁总共为1至2小时。
结果是，从测试中可以看出，医院中手部消毒的遵守度只有所需情况的20％。
这增加了医院内感染(与临床治疗相关的感染，诸如肺炎、败血症或伤口感染)的几率。对于德国来说，估计每年约有500000个案例，并且每年这些案例中的10000至15000个人死于医院内感染。
因此，强烈需要在医疗实践中不满足的清洁手部。
本发明的目的在于解除当今手部消毒方法的时间消耗大的主要障碍来在医院中实现更好的手部消毒。
为了实现该目的，提出了对皮肤使用IR辐射的短脉冲，使得皮肤的薄表面层(其决定手部消毒)得到大到足以减少健康护理工作者手部上的引起疾病的细菌的温度。
然后，热量传导将热脉冲扩展到皮肤的深层，从而压扁温度轮廓。因此，用于温度和疼痛的深埋传感器仅遇到几度的温度的温和提升。
图1和图2示意性示出了根据上述一般原理设计的装置100。装置100包括壳体101，其具有凹部或腔102，在下文中将其称为“消毒室”，用户的手部H可以放入其中。在所示实施例中，消毒室102大体具有手指展开的手套形式。
装置100包括至少一个IR源103、104、105，其将辐射导向消毒室102的手状腔的表面。光源103、104、105可以为LED或闪光灯或激光束的阵列。在任一种情况下，以通过定位各个光源或通过反射和散射装置(未示出)在消毒室102的内表面上方均匀地或以预定图案分布光能量的方式来进行布置。
IR源103、104、105耦合至控制单元110，通过控制单元110来为IR源提供电能，从而开始一个或多个IR光脉冲的发射。
在这个方面图3示意性示出了在消毒室102中的对象表面上通过IR光脉冲P1、P2、P3…引起的辐射I。在具有持续时间T(例如T＝10ms)的至少一个脉冲P1期间施加IR光。脉冲的总能量密度I0具有约1J/cm2的平均值。任选地，一系列的多个脉冲P1、P2、P3…可以以中间暂停△(长度可以相同或不同，例如△＝5ms)来施加。
在施加期间，用户以手指张开的形式将其手部放入装置100。装置内的传感器111可用于检测手部H的完全放入，其中，这种检测使得控制单元110释放IR辐射的一个或多个脉冲。结果，用户感觉到手部的温和升温并意识到已完成消毒。
在又一实施例中，可以存在多个传感器(一个或多个精密传感器)以选择性地分别控制消毒室102的不同部分。
还可以根据皮肤厚度和手部表面上的细菌分布来调整IR脉冲能量的分布。在手部皮肤的不同区域中施加多个脉冲或施加不同脉冲也包括在本发明的范围内。
图4示出了用于手部消毒的可选装置200，利用其也可以实现上述方法。装置200基本类似于图1和图2，因此不再进行详细描述。
与前述装置100的不同之处在于，具有向消毒室202发出可移动束的光源203，使得在消毒室202中在手部H上产生移动带状的辐射区B(可以在手部H下方定位又一个看不到的光源)。在消毒过程中，通过适当的装置(例如反射镜)在消毒室202的空间的至少一部分上方扫描(沿着y方向)该辐射区B，以向手部H表面上的每个期望位置施加IR光的脉冲。通过重复扫描，也可以施加多个脉冲。此外，通过以带位置适当地同步IR源203的发射，可以横跨皮肤表面局部地改变诸如脉冲的能量密度的参数。
在上述方法的修改中，辐射区域可以是横跨皮肤区域以二维图案扫描的点(代替带)。这实现了被消毒的皮肤区域上的每个位置的单独辐射(脉冲持续时间、脉冲数、能量密度等)。
此外，横跨IR束改变强度轮廓可用于向皮肤区域上的不同区域施加不同的辐射参数。
本发明不限于用于医院，而是可以类似的应用于例如医生或牙科医生的办公室、饭店和食堂、具有打开包装食物的商店、学校和公共建筑物、卫生间等。
虽然在附图和前面的说明书中详细解释和描述了本发明，但这些解释和说明应该理解为示意性的而非限制性的；本发明不限于所公开的实施例。本领域技术人员根据附图、说明书和权利要求的研究可以对所公开的实施例进行其他修改。在权利要求中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“a”或“an”(一个)不排除多个。在不同的从属权利要求中提到的特定措施不表示这些措施的组合不能获利。权利要求中的任何参考符号不应用于限制范围。

Claims (13)

1.一种用于对皮肤区域、尤其是对手部(H)进行消毒的装置(100，200)，包括：
-消毒室(102，202)；
-IR源(103，104，105，203)，用于在所述消毒室(102，202)中将皮肤区域暴露给IR光的至少一个脉冲(P1，P2…)。
2.一种用于对皮肤区域、尤其是对手部(H)进行消毒的方法，包括：将皮肤区域暴露给IR光的至少一个脉冲(P1，P2…)。
3.根据权利要求1所述的装置(100，200)或者根据权利要求2所述的方法，
其特征在于，所述皮肤区域处的所述脉冲(P1，P2…)的能量密度的范围为大于约0.1J/cm2和/或小于约10J/cm2。
4.根据权利要求1所述的装置(100，200)或者根据权利要求2所述的方法，
其特征在于，所述脉冲(P1，P2…)的持续时间(T)短于约1s和/或长于约0.1ms。
5.根据权利要求1所述的装置(100，200)或者根据权利要求2所述的方法，
其特征在于，所述IR光的波长的范围为长于约1.5μm和/或短于约30μm。
6.根据权利要求1所述的装置(100，200)或者根据权利要求2所述的方法，
其特征在于，所述皮肤区域暴露给或者可以暴露给一系列的IR光脉冲(P1，P2…)。
7.根据权利要求6所述的装置(100，200)或方法，
其特征在于，相继的IR光脉冲(P1，P2…)之间的暂停的持续时间长于约1ms和/或短于约5s。
8.根据权利要求1所述的装置(100，200)或者根据权利要求2所述的方法，
其特征在于，所述IR光脉冲(P1，P2…)以空间不均匀的特性施加给所述皮肤区域。
9.根据权利要求1所述的装置(100，200)或者根据权利要求2所述的方法，
其特征在于，所述IR源(103，104，105，203)包括至少一个LED、闪光灯和/或IR激光器。
10.根据权利要求1所述的装置(200)或者根据权利要求2所述的方法，
其特征在于，在所述消毒室(202)中，横跨所述皮肤区域移动所述IR源(203)的辐射区(B)。
11.根据权利要求1所述的装置(100，200)或者根据权利要求2所述的方法，
其特征在于，所述消毒室(102，202)包括用于分别容纳将被消毒的手指的隔间。
12.根据权利要求1所述的装置(100，200)或者根据权利要求2所述的方法，
其特征在于，所述消毒室(102，202)包括至少一个传感器(111)，用于检测对象(H)的存在和/或位于什么位置。
13.根据权利要求1所述的装置(100，200)或者根据权利要求2所述的方法，
其特征在于，当在所述消毒室(102，202)中检测到对象(H)时，开始IR光脉冲(P1)的生成。
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